DIFERENCIAL - 87
DIFERENCIAL - 87
La protección diferencial, comúnmente conocida como protección 87 (según la norma IEEE y ANSI), es una función de protección utilizada para detectar fallas internas en equipos eléctricos como transformadores, generadores, líneas de transmisión y barras colectoras. La función diferencial se basa en la comparación de las corrientes de entrada y salida de un elemento protegido.
La idea central de la protección diferencial es que, bajo condiciones normales (sin fallas), la suma vectorial de las corrientes que entran y salen de la zona protegida es aproximadamente cero. Si hay una diferencia significativa entre estas corrientes, se interpreta como una falla interna y se activa la protección.
Ecuación básica:
Idiferencial =| Ientrada - Isalida |
Si Idiferencial es mayor que un umbral predefinido, el relé diferencial actúa, indicando una falla.
Alta selectividad: La protección diferencial solo actúa en caso de fallas internas dentro de la zona de protección definida, evitando disparos innecesarios ante fallas externas.
Rápida operación: Responde rápidamente, ya que compara las corrientes casi en tiempo real.
Alta sensibilidad: Es capaz de detectar fallas de baja magnitud que otros métodos de protección podrían no identificar.
Transformadores (Protección Diferencial de Transformador):
Detecta cortocircuitos internos y fallas a tierra dentro del transformador.
Utiliza transformadores de corriente (TCs) en el lado primario y secundario.
Puede requerir ajustes como compensación de relación de transformación y corrección de fase debido a las diferentes configuraciones de conexión (Delta/Estrella).
Generadores (Protección Diferencial de Generador):
Protege contra fallas internas como cortocircuitos de fase a fase o a tierra.
Es fundamental para proteger equipos de alto costo y críticos en la red.
Líneas de transmisión (Protección Diferencial de Línea):
Utiliza comunicación entre los extremos de la línea para comparar corrientes.
Especialmente efectiva para líneas de alta tensión y de gran longitud.
Barras colectoras (Protección Diferencial de Barra):
Detecta fallas dentro de la barra colectora, minimizando el área afectada.
Utiliza varios TCs para cubrir todas las ramas conectadas a la barra.
Umbral de corriente diferencial mínima (I_min): Determina el nivel mínimo de corriente para que el relé se active.
Restricción o característica de seguridad: Para evitar disparos incorrectos debido a diferencias pequeñas causadas por errores de los transformadores de corriente (TCs) o corrientes de magnetización en transformadores.
Inclinación o característica de operación: Permite que el relé distinga entre condiciones normales de desbalance y fallas reales.
Alta sensibilidad y selectividad: Puede identificar fallas internas rápidamente.
No depende de la corriente de falla: Se enfoca en el desbalance de corriente, lo que permite detectar fallas de baja magnitud.
No se ve afectada por fallas externas: Es inmune a corrientes de falla fuera de la zona de protección.
Costo elevado: Requiere más equipo y coordinación, especialmente si se utiliza en líneas de transmisión con comunicación entre extremos.
Posibilidad de operación incorrecta: Puede ser sensible a errores de los TCs o corrientes de magnetización en transformadores, lo que requiere ajustes finos.
En un transformador con conexión delta-estrella:
Se colocan TCs en el lado primario (delta) y secundario (estrella).
La corriente medida en el lado delta se transforma para ser comparable con la corriente medida en el lado estrella.
Si se detecta un desbalance significativo entre las corrientes transformadas, se considera que hay una falla interna y se dispara el interruptor para aislar el transformador.
En resumen, la protección diferencial 87 es uno de los métodos más efectivos y precisos para proteger equipos críticos en los sistemas eléctricos, brindando una respuesta rápida y precisa ante fallas internas.